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Présentation
Les piles à hydrogène représentent une nouvelle option pour la production d’électricité alors que le marché des moteurs cherche à réduire sa dépendance aux énergies à base de carbone.
Bien que les piles à combustible soient sur la scène depuis un certain temps, la confluence des changements réglementaires, des progrès technologiques et de la quête de réduction des émissions a stimulé le développement des piles à combustible en tant qu’option d’énergie propre et viable. Bien qu’il n’existe pas d’applications « standard » à l’heure actuelle, les ingénieurs de Donaldson et les experts en matériaux avancés collaborent depuis plus de 20 ans avec des équipementiers et des fournisseurs de niveau 1 ou 2 pour développer des applications de piles à combustible personnalisées.
Notre expertise en matière de filtration pour admission d’air, de membranes échangeuses de protons et de solutions de ventilation offre la flexibilité, l’innovation et le soutien critique nécessaires pour résoudre des problèmes de filtration complexes. C’est ce que fait Donaldson depuis plus de 100 ans. Nous sommes heureux de mettre notre expérience et notre expertise à votre service
Admission d’air
Admission d’air pour pile à combustible
Le défi : les piles à combustible ont des besoins en air pur très spécifiques. Les contaminants particulaires et chimiques peuvent dégrader considérablement les performances et la durée de vie des piles à combustible, ce qui rend l’élimination des contaminants de l’air qu’elles utilisent extrêmement importante.
Solutions Donaldson
En plus de filtrer la poussière et les autres contaminants particulaires du flux d’air (similaire aux exigences des moteurs à combustion interne), l’utilisation d’une couche de carbone pour la capture de la contamination chimique permet à la pile à combustible de fonctionner efficacement.
Donaldson propose des solutions sur mesure qui intègrent des supports à haute efficacité et des couches de carbone pour lutter efficacement contre les sources de contamination des piles à combustible.
Figure 1
Filtration des particules
Donaldson s’appuie sur une gamme de supports de filtration exclusifs, y compris notre technologie éprouvée Ultra-Web®, pour concevoir la meilleure solution pour votre application, offrant un air propre et une longue durée de vie du filtre afin de soutenir votre retour sur investissement.
Filtration de produits chimiques
Les options de supports personnalisés de Donaldson incluent une filtration efficace pour :
- Dioxyde de soufre (SO₂)
- Toluène (C6H5CH3) — représentatif des COV
- Butane (C4H10) — représentatif des COV
- Espèces de siloxane
Pour l’élimination d’ions ou la filtration de contaminants chimiques supplémentaires, y compris l’ammoniac (NH3), le sulfure d’hydrogène (H₂S), dioxyde d'azote (NO₂), veuillez nous contacter.
L’avantage de Donaldson
En tant que leader mondial des solutions innovantes de filtration des moteurs, Donaldson possède plus de 105 ans d’expertise en filtration et plus de 20 ans d’expérience dans le développement et la production de purificateurs d’air et de filtres qui offrent spécifiquement ce double niveau de protection pour les piles à combustible.
Nous pouvons intégrer ces systèmes dans nos purificateurs d’air éprouvés à un ou plusieurs étages, ou ils peuvent être intégrés dans des systèmes exclusifs conçus par des équipementiers ou des fournisseurs de niveau 1 ou 2, personnalisés pour répondre à vos spécifications précises.
Membranes
Membranes échangeuses de protons
Le défi : Afin de réduire le coût global des piles à combustible, les équipementiers exigent des blocs de piles à combustible de plus petite taille. Plus le bloc est petit, plus le coût de la pile et de ses batteries et systèmes de refroidissement associés est bas.
Les membranes échangeuses de protons dans les piles à combustible permettent uniquement aux ions positifs de passer des anodes aux cathodes, générant ainsi de l’énergie électrique. Alors que la durabilité dépend en partie de l’épaisseur de ces membranes, des membranes plus petites et plus minces sont nécessaires pour réduire le poids et le coût des piles à combustible.
Les membranes en polytétrafluoroéthylène expansé (ePTFE) sont utilisées comme renforcement structurel dans la membrane échangeuse de protons et doivent équilibrer la durabilité mécanique avec la densité de courant. Ainsi, la puissance et le rendement de la pile à combustible sont optimisés. En général, les membranes plus fines permettent d'obtenir des densités de courant plus élevées (par exemple, plus de puissance), mais peuvent sacrifier la durabilité mécanique.
Solutions Donaldson
En offrant plusieurs options ePTFE pour répondre à une gamme de spécifications et d’applications, Donaldson fournit aux équipementiers et aux fournisseurs de niveau 1 ou 2 :
- des membranes minces qui répondent aux exigences pour une densité de courant élevée tout en maintenant la durabilité mécanique du bloc de la pile
- réduction de la taille et du poids de la pile
- durabilité mécanique exceptionnelle et haute résistance pour une longue durée de vie
- performances constantes et fiables
- flexibilité pour spécifier la membrane ePTFE indépendamment du revêtement, permettant aux équipementiers de choisir la solution optimale de membrane/revêtement, plutôt qu’une solution prédéterminée (non optimisée)
L’avantage de Donaldson
La vaste gamme de membranes de Donaldson a évolué au fil des décennies de recherche et développement, continuant à répondre aux exigences de performance strictes de l’industrie, tout en soutenant les appels des équipementiers pour une taille de pile réduite.
Évents
Pile à combustible et évents de batterie
Le défi : Les boîtiers de piles à combustible doivent être ventilés. Cela permet une égalisation continue de la pression et une ventilation adéquate tout en empêchant la pénétration d’eau et de contaminants.
Solutions Donaldson
Évents de pile à combustible
Tandis que les boîtiers des piles à combustible doivent être étanches, les empilements de piles doivent également être ventilés afin d'égaliser la pression interne et la pression ambiante. L'expertise de Donaldson en membrane ePTFE et technologies de ventilation des boîtiers permet de proposer des solutions pour égaliser la pression dans la pile, tout en empêchant l'eau et les autres contaminants environnementaux d'entrer.
La membrane Tetratex® ePTFE, exclusive à Donaldson, combine durabilité et respirabilité en un seul produit. Cette membrane ePTFE peut également être intégrée directement dans le boîtier pour créer des assemblages d'évents qui répondent aux exigences d'applications spécifiques.
Évents de batterie à deux étages
Avec la progression des véhicules électriques, hybrides et à pile à hydrogène, les batteries lithium-ion jouent un rôle de plus en plus critique dans le monde de l’automobile et des équipements lourds. Avec les équipements alimentés par pile à combustible, les batteries lithium-ion sont utilisées pour capturer et stocker l’énergie électrique générée et fournir cette puissance aux systèmes d’entraînement.
L’évent de batterie à deux étages de Donaldson s’est avéré efficace pour répondre aux besoins critiques des blocs-batteries automobiles/à haut rendement. Le premier étage égalise la pression tout en empêchant la pénétration d’eau et de contaminants. La ventilation du deuxième étage s’ouvre complètement en cas d’accumulation rapide de pression et de chaleur pour permettre aux gaz en expansion de s’échapper, empêchant la déformation du boîtier de la batterie.
Nous proposons une série d’évents standard pour une large gamme d’applications.
L’avantage de Donaldson
Donaldson a des décennies d’expérience dans le développement de supports de filtration et de ventilation efficaces et efficients pour différents équipementiers et fournisseurs de niveaux 1 ou 2.
Nos solutions éprouvées pour la filtration de l’air d’admission par cathode, les membranes ePTFE et la ventilation des batteries et des piles à combustible sont soutenues par une technologie exclusive de classe mondiale et des années d’expertise en ingénierie.
Résumé : évaluez vos besoins
La technologie des piles à combustible se développe rapidement et nous vivons une période vraiment passionnante. Nous serions ravis d’avoir l’occasion de partager davantage sur la façon dont nous avons appliqué notre expertise et nos technologies de filtration pour vous aider à résoudre les nouveaux défis que vous rencontrez. Si vous souhaitez parler à l’un de nos experts en ingénierie de filtration, veuillez cliquer sur le bouton Contactez-nous sur cette page et soumettre une demande d’informations ou d’assistance.
Solutions pour piles à combustible Donaldson
Donaldson offre son expérience et ses capacités aux fournisseurs et aux fabricants de piles à combustible à hydrogène - y compris la filtration de l'air d'admission, la technologie des membranes et les évents de piles à combustible et de batteries.
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